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目录 1

第1章　绪论 1

1.1 复合材料的发展概况 1

1.2 复合材料的命名和分类 2

1.3 复合材料的结构设计基础 3

1.4 复合材料的应用 4

第2章　复合材料的界面和优化设计 5

2.1 复合材料界面的概念 5

2.2 复合材料的界面 6

2.2.1 聚合物基复合材料的界面 6

2.2.2 金属基复合材料的界面 10

2.2.3 陶瓷基复合材料的界面 11

2.3 复合材料界面的表征 13

2.3.1 界面形态的表征 13

2.3.2 界面层结构的表征 13

2.3.3 界面残余应力的表征 13

2.4 复合材料的界面优化设计 14

第3章　复合材料的增强体 16

3.1 增强体的概念和分类 16

3.1.1　增强体的概念 16

3.1.2　增强体的分类 16

3.2　无机非金属纤维 17

3.2.1 碳纤维 17

3.2.2 硼纤维 21

3.2.3　碳化硅纤维 23

3.2.4　氧化铝纤维 24

3.2.5 氮化硅纤维 25

3.2.6 玻璃纤维 25

3.3　金属丝（纤维） 37

3.4 有机纤维（芳纶纤维） 37

3.4.1 概述 37

3.4.2 芳纶纤维的性能 37

3.4.3 芳纶纤维的结构 38

3.4.4 芳纶纤维的用途 39

3.5 晶须及颗粒增强物 40

3.5.1 概述 40

3.5.2 晶须增强物 40

3.5.3　颗粒增强物 41

第4章　聚合物基复合材料 43

4.1 概述 43

4.2　聚合物基体 43

4.2.1 热固性树脂 43

4.2.2　热塑性树脂 44

4.2.3 橡胶 45

4.3 纤维增强聚合物复合材料 46

4.3.1 玻璃纤维增强热塑性塑料 46

4.3.2　玻璃纤维增强热固性塑料 48

4.3.3 高强度、高模量纤维增强塑料 50

4.3.4 其他纤维增强塑料 51

4.4.2 聚合物基复合材料的制造技术 52

4.4 聚合物基复合材料的制备和加工 52

4.4.1 聚合物基复合材料的制备工艺特点 52

4.5 聚合物复合材料的应用 57

4.5.1 玻璃纤维增强热固性塑料（GFRP）的应用 58

4.5.2 玻璃纤维增强热塑性塑料（FR-TP）的应用 60

4.5.3 高强度、高模量纤维增强塑料的应用 61

4.5.4 其他纤维增强塑料的应用 62

第5章　金属基复合材料 63

5.1 金属基复合材料的种类和性能 63

5.1.1 金属基复合材料的分类 63

5.1.2 金属基复合材料的性能特征 65

5.2.2　液态金属法 67

5.2.3 自生成法及其他制备法 67

5.2.1 固态法 67

5.2　金属基复合材料的制造工艺 67

5.3　铝基复合材料 68

5.3.1 颗粒（晶须）增强铝基复合材料 68

5.3.2 纤维增强铝基复合材料 70

5.3.3　铝基复合材料的应用 73

5.4　钛基复合材料 74

5.4.1 颗粒增强钛基复合材料 75

5.4.2　连续纤维增强钛基复合材料 76

5.4.3　钛基复合材料的应用 77

5.5.3 镁合金材料的制备方法 78

5.5.2　镁合金复合材料常用增强体 78

5.5.1 镁合金复合材料常用的基体合金 78

5.5　镁基复合材料 78

5.5.4　镁合金复合材料的组织特征和性能 79

5.5.5 镁合金材料的应用 79

5.6　镍基复合材料 80

5.6.1 镍基复合材料常用基体和增强体 80

5.6.2　镍基复合材料的制备方法 80

5.6.3　镍基复合材料的性能 81

5.6.4　镍基复合材料的应用前景 82

第6章　陶瓷基复合材料 83

6.1 陶瓷基复合材料的种类和性能 83

6.1.1 陶瓷基复合材料的种类 83

6.1.2 陶瓷基复合材料的性能特征 85

6.2 陶瓷基复合材料的制备工艺 86

6.2.1 概述 86

6.2.2 制备工艺 86

6.3　氧化物基陶瓷复合材料 92

6.3.1　Al2O3基复合材料 92

6.3.2　ZrO2基复合材料 95

6.4 非氧化物基陶瓷复合材料 96

6.4.1 SiC陶瓷基复合材料 96

6.4.2 Si3N4陶瓷基复合材料 100

6.5 碳／碳复合材料 104

6.5.1 碳／碳复合材料的发展 104

6.5.2 碳／碳复合材料制备工艺 105

6.5.3 碳／碳复合材料的性能 109

6.5.4 碳／碳复合材料的应用 110

6.6 微晶玻璃基复合材料 111

6.6.1 微晶玻璃基体 111

6.6.2　碳纤维／微晶玻璃复合材料 112

6.6.3 SiC纤维／微晶玻璃复合材料 112

6.6.4 A12O3纤维／微晶玻璃复合材料 114

6.6.5　微晶玻璃基复合材料应用 114

第7章　水泥基复合材料 115

7.1　混凝土概述 115

7.1.1 混凝土的分类 115

7.1.2 混凝土的组成 116

7.1.3 混凝土的性质 116

7.2 高性能混凝土 120

7.2.1 工艺原理 121

7.2.2　微观结构和特性 121

7.2.3 高性能混凝土的工程应用 122

7.3 纤维增强水泥基复合材料 123

7.3.1 纤维增强水泥基复合材料对原材料的基本要求 123

7.3.2 纤维增强水泥基复合材料的主要性能特点 123

7.3.3 纤维增强水泥基复合材料的应用 124

7.4 聚合物水泥基复合材料 124

7.4.1 聚合物水泥基复合材料的制备工艺原理 124

7.4.2 聚合物水泥基复合材料的性能特点 125

7.4.3 聚合物水泥基复合材料的应用 125

7.5.2 水泥混凝土路面 126

7.5.1 高抗渗、抗侵蚀混凝土 126

7.5　其他水泥基复合材料 126

7.5.3 无宏观缺陷水泥 127

7.5.4 超细粒子均匀排列密实填充体系 128

7.5.5 活性粉末混凝土 128

75.6 渗浆纤维混凝土 129

7.5.7　透水性混凝土 130

7.5.8　绿化混凝土 131

7.5.9 吸音混凝土 132

7.5.10 水泥基复合智能材料 133

7.5.11 导电混凝土 133

7.5.12　水泥基磁性复合材料 134

7.5.13 水泥基屏蔽电磁波复合材料 134

8.1 材料仿生概念的提出 136

第8章　仿生复合材料 136

8.2 复合材料的仿生设计和制备 138

8.2.1 复合材料的仿生设计 138

8.2.2 复合材料仿生设计方法分类 145

8.2.3 复合材料仿生制备的可行途径探索 149

8.2.4 陶瓷仿生工艺 156

8.3 仿生复合材料的应用 161

第9章　纳米复合材料 163

9.1 概述 163

9.2　纳米粉体的分散 163

9.2.1　超声波分散 163

9.2.3　分散剂分散 164

9.2.2　机械搅拌分散 164

9.3　纳米粉体的制备 165

9.3.1 物理法制备纳米粉体 165

9.2.4　化学改性分散 165

9.3.2 化学法制备纳米粉体 170

9.3.3 纳米粉体的表征方法 174

9.4　纳米复合材料 174

9.4.1 纳米固体复合材料 174

9.4.2 纳米颗粒增强复合材料 176

9.4.3 纳米层状材料 184

9.5.3　纳米隐身材料 190

9.5.5 用于化妆品工业的纳米复合材料 190

9.5.4 光学材料 190

9.5.2 高韧性、高强度的纳米复合陶瓷材料 190

9.5.1 纳米复合涂层材料 190

9.5 纳米复合材料的应用前景 190

9.5.6 用于医药工业的纳米复合材料 191

第10章　材料复合新技术 192

10.1 概述 192

10.2　原位复合技术 192

10.2.1 原位复合的基本概念 192

10.2.2 金属基复合材料原位复合技术 193

10.2.3 陶瓷基复合材料原位复合技术 195

10.2.4 聚合物基复合材料原位复合技术 195

10.3.1 自蔓延复合技术的形成与发展 196

10.3 自蔓延高温合成技术 196

10.3.2 自蔓延燃烧合成的基础理论 197

10.3.3 自蔓延复合技术 200

10.4　梯度复合技术 204

10.4.1 梯度功能材料概念的提出 204

10.4.2 梯度功能材料的设计 204

10.4.3　梯度复合技术 207

10.4.4 梯度复合技术的应用 210

10.5 金属直接氧化技术 210

10.5.1 金属直接氧化技术的由来 210

10.5.2 铝合金熔体直接氧化生长机理 211

10.5.4 增强Al2O3/Al复合材料的微观结构和性能 212

10.5.3 Al2O3/Al复合材料的微观结构和性能 212

10.5.5 Lanxide复合材料和Lanxide工艺的特征 213

10.6　分子自组装技术 213

10.6.1 分子自组装的原理及特点 213

10.6.2 分子自组装体系形成的影响因素 214

10.6.3 分子自组装的应用 215

第11章　复合材料的可靠性 216

11.1 复合材料的可靠性描述 216

11.2 复合材料可靠性控制的复杂性 219

11.3 提高复合材料可靠性的途径 220

11.3.1 复合材料性能的分散性 220

11.3.2 从控制工艺质量入手提高复合材料可靠性 220

主要参考文献 222